Question

【題目】茶葉中含有多種有益于人體健康的有機成分及鈣、鐵等微量金屬元素，某化學研究性學習小組設計方案測定某品牌茶葉中鈣元素的質量分數，并檢驗鐵元素的存在（已知CaC2O4為白色沉淀物質）．首先取200g茶葉樣品焙燒得灰粉后進行如圖操作：

請回答下列有關問題：

（1）文獻資料顯示，某些金屬離子的氫氧化物完全沉淀的pH為：

離子	Ca2+	Fe3+
完全沉淀時的pH	13	4.1

實驗前要先將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉，其主要目的 。

（2）寫出從濾液A→沉淀D的離子反應方程式 。

（3）為保證實驗精確度，沉淀D及E需要分別洗滌，并將洗滌液轉移回母液中，判斷D已經沉淀完全方法是 。

（4）用KMnO4標準溶液滴定C溶液時所發生的反應為：5C2O42－+2MnO4－+16H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O。

現將濾液C稀釋至500mL，再取其中的25.00mL溶液，用硫酸酸化后，用0.1000molL﹣1的KMnO4標準溶液滴定，終點時消耗KMnO4溶液10.00mL．

A B C D

圖1 圖2

① 此步操作過程中KMnO4標準溶液應裝在圖2中哪個儀器中（填寫字母） 。

②滴定到終點，現象 ，靜置后，如圖3方法讀取KMnO4標準溶液的刻度數據，則測定的鈣元素含量將 （填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

（5）原茶葉中鈣元素的質量分數為 。

Answer 1

【答案】（1）使樣品中的有機物完全分解，將鈣、鐵等微量元素轉化為可溶性物質；

（2）Fe3++3NH3H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；

（3）靜置，向上層清液中繼續滴加氨水若無紅褐色沉淀生成則說明D已沉淀完全，否則未沉淀完全

（4）①B；②無色變為淺紅色；③偏高；（5）0.3%；

【解析】

試題分析：（1）實驗前要先將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉，其主要目的使樣品中的有機物完全分解，將鈣、鐵等微量元素轉化為可溶性物質；（2）濾液中含有鐵離子，鐵離子與氨水反應生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為：Fe3++3NH3H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；（3）檢驗氫氧化鐵沉淀是否沉淀完全方法是，靜置，向上層清液中繼續滴加氨水若無紅褐色沉淀生成則說明D已沉淀完全，否則未沉淀完全；（4）①用酸性高錳酸鉀滴定時，KMnO4標準溶液應裝在酸式滴定管中，故選B；②滴定結束之前溶液為無色，滴定結束時高錳酸鉀溶液過量，溶液變為紫色，所以滴定終點顏色變化為：無色變為紫色或高錳酸鉀溶液不褪色，即達到滴定到終點；③滴定到終點，靜置后，如圖3讀取KMnO4標準溶液的刻度數據，導致讀數偏低，計算出的消耗的高錳酸鉀溶液體積偏小，計算出的鈣離子消耗的草酸根離子物質的量偏大，則測定的鈣元素含量將偏高；

（5）7.44g草酸銨的物質的量為：，

根據反應5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

可知與鈣離子反應的草酸根離子的物質的量為：

0.065mol-×（0.10molL-1×0.01L）×=0.015mol，

根據化學式CaC2O4可知鈣離子的物質的量為0.015mol，

所以樣品中鈣離子的質量分數為：×100%=0.3%。